地表下沉的动态盆地计算

利用地表移动短期预测站的工作原理，提出了地表下沉盆地的动态盆地的计算方法。这一方法可利用下沉的最终盆地，开采工作面的推进速度以及移动盆地的最大下沉速度滞后角参数，进行地表下沉盆地的动态预计。     

赵家寨煤矿综放开采地表移动观测研究

建立了地表移动观测站,对综放开采地表下沉速度进行了现场实测。根据观测资料,分析了地表下沉特征;得出了地表最大下沉速度及最大下沉速度滞后角等参数。研究表明:该区域具有地表移动剧烈、地表下沉速度快、地表出现超前裂缝及破坏严重等特点。     

工作面推进速度对地表沉陷动态变形影响研究

为了解决地表建构筑物受动态沉陷变形影响的保护问题,揭示地表沉陷移动过程中地表动态变形规律,整理统计了东胜矿区10余个地表岩移观测站实测数据,在此基础上建立了考虑工作面不同推进速度(2.5～20.0 m/d)的6个数值分析模型,分析总结了地表动态移动变形特征和规律。研究结果表明:地表移动时间、地表移动活跃期与工作面采深、推进速度之比存在线性关系;地表最大下沉速度与工作面推进速度和最大下沉量乘积的平方成正比,与采深的平方成反比;地表动态变形峰值与地表最终最大变形值的比值和工作面推进速度与主要影响半径的比值符合指数函数的关系;通过受护建构筑物地表临界变形值和地表变形参数建立了工作面安全推进速度计算模型,该计算模型可计算工作面最小推进速度。并以高压线塔下压煤安全开采为例,给出了工作面安全推进速度,实例验证了作者建立的工作面安全推进速度计算模型是有效的,为地表建构筑物的有效保护提供了技术依据。     

煤矿区地表沉陷速度剖面线计算软件开发

煤矿区地表沉陷规律一般采用地表下沉、水平移动、地表倾斜、曲率和地表水平变形等5个指标来描述和分析。随着煤矿高效开采的发展,工作面快速开采可导致地表沉陷的速度快,给地表受护对象带来严重损坏,但缺乏利用"地表沉陷速度"作为参数进行分析研究。在对"地表沉陷速度"定义的基础上,以此为软件开发的数学模型,进行了煤矿区地表沉陷速度剖面线计算的软件开发,给出了软件的一些功能和应用。该软件的开发为矿区地表沉陷速度规律的研究提供了方便。     

巨厚松散层下煤层开采地表移动规律研究

为了研究巨厚松散层下采煤对地表沉陷的影响,以赵家寨煤矿地表移动观测数据为基础,研究了巨厚松散层地质采矿条件下采煤对地表沉降特征、地表最大下沉速度、地表最大下沉速度滞后距以及地表不同阶段移动持续时间的影响,结果表明在巨厚松散层条件下开采,地表下沉系数偏大,接近于1,主要影响角正切值偏小,地表移动范围较大,拐点偏移距较小,地表最大下沉速度滞后距较小,最后得出在巨厚松散层下开采,地表显现出下沉速度加快,活跃期延长而衰退期缩短,地表残余变形减小并且稳定快等特征。     

根据地表下沉预测冲击地压的研究

针对目前我国煤矿冲击地压频繁发生的实际情况，本文以山东华丰矿为例，通过对地表下沉与冲击地压的关系进行了理论研究和数值计算，总结了两者之间的内在规律性，指出地表下沉速度与冲击地压的发生有基本的对应关系，其具有反弹效应、波段效应和滞后性，并提出了以地表下沉速度为监测指标的新的冲击地压预测与防治手段，对现场冲击地压的预测具有一定的指导作用。     

综放与综采开采条件下地表移动规律对比分析

基于实测地表移动观测站岩移数据,对综放和综采开采条件下地表移动变形规律、静态角量参数、动态角量参数及地表下沉速度等地表移动特性对比分析,得出:综放工作面地表危险移动范围、地表最大下沉速度、地表移动边界角和最大速度滞后角大于传统分层综采工作面,而地表移动盆地范围明显小于综采工作面,综采条件下地表下沉更为剧烈,地表移动变形更为集中。研究成果对开展"三下"采煤技术和维护经济社会的稳定具有重要意义。     

松散层在埋深中占比对地表移动变形特征的影响

为了研究松散层在埋深中占比对地表移动变形特征的影响,以赵固矿区地表移动观测数据为基础,研究了松散层占比对地表下沉特征、地表最大下沉速度、地表最大下沉速度滞后距以及地表不同阶段移动持续时间的影响。结果表明在厚松散层条件下,松散层在埋深中占比增大3%,地表下沉系数由0.67增大到0.96,增大近43.3%;地表最大下沉速度系数由1.26增大到1.49,增大近18.4%;地表最大下沉速度滞后距由188 m缩减到97 m,缩短近48.4%,最后通过数值模拟,得出松散层占比对地表移动的一般性规律,并拟合出适合该地质条件的主要移动参数预计公式。     

地表动态沉陷变形的3个阶段与变形速度的研究

将地表动态沉陷变形发展变化的全过程划分为下沉发展、下沉充分和下沉衰减3个阶段,分析了这3个阶段地表沉陷变形的发展变化规律,提出了地表沉陷变形速度的新概念,研究了地表下沉过程中的地表倾斜变形速度和水平变形速度的发展变化规律,给出了建筑物易受损坏的危险期,水平拉伸（或压缩）变形速度量大于拉伸（或压缩）变形值最大阶段.     

浅埋煤层工作面快速开采速度与地表移动参数关系研究

浅埋深和工作面快速开采相结合的特殊地质采矿条件决定了其地表沉陷规律的特殊性。为建立浅埋煤层工作面开采速度与地表移动通用参数间的相互关系,通过对工作面开采速度大于2m/d、工作面采深小于400m的实测资料成果的分析,建立基于工作面开采速度求取地表移动参数的经验公式。综合分析表明,浅埋煤层工作面开采速度与地表移动参数相关性较小,单一地根据工作面推进速度较难定量地确定地表移动参数。     

浅埋厚煤层综放开采地表移动规律实测研究

为研究浅埋厚煤层综放开采条件下的地表移动规律,在万利矿区某综放工作面上方建立了地表移动观测站进行观测,通过分析地表移动变形实测数据,得出了该区条件下综放开采的地表移动规律。结果表明：工作面采深小、开采范围大,地表移动和变形值较大,其地表移动盆地的分布特征基本符合概率积分法模型,其综合下沉系数为0．78,主要影响角正切为2．8,拐点偏移距系数为0．14。     

InSAR测量技术在矿区地表沉降监测中的应用

为了探讨InSAR测量技术在矿区进行地表沉降监测的可行性,首先采用传统的GPS测量矿区的地表沉降情况,并获得GPS地表沉降监测数据,然后采用瑞士的GAMMA软件处理矿区的主辅两景InSAR影像,通过相位解缠等操作最终得到矿区地表的沉降图。以淮北某矿区一个工作面的地面观测数据为例,通过仿射变换进行坐标转换把地面上GPS观测点转换到对应的InSAR栅格数据阵列中,对比分析二者的观测数据,可以发现InSAR监测结果与GPS观测结果具有一致性,能够满足矿区地表沉降监测的精度要求。     

厚煤层综放开采地表下沉速度观测研究

为了取得厚煤层综放开采地表下沉速度等参数,通过建立地表移动观测站,对厚煤层综放开采引起的地表沉陷情况进行了观测,分析了厚煤层综放开采条件下地表下沉特征,得出了地表下沉系数为0.91;起动距50~60 m,为采深的1/5~1/6;超前影响距为183 m。在此基础上,得出了地表最大下沉速度及最大下沉速度滞后角分别为51 mm/d和76.3~78.3°,表明该区域厚煤层综放开采条件下地表移动剧烈、地表下沉速度快、起动距偏小等特点。     

综放开采村庄房屋破坏规律与保护技术

为了解决综采放顶煤条件下地表移动剧烈,地表的移动变形值和动态变形值大的问题,在五阳煤矿7511工作面上方建立地表移动观测站,进行地表移动观测,选择了4处试验观测区进行房屋采动破坏观测,系统研究了综采放顶煤条件下村庄房屋破坏规律、村庄建筑物保护技术。结果表明:新建村庄经历了老采空区的残余沉陷变形影响和7511、7512综放工作面开采的采动波及影响,所有房屋没有出现裂缝。利用采空区上方塌陷区附近就近建设抗变形村庄,是合理解决综放开采条件下村庄下采煤的有效途径之一。     

GPS-RTK联合水准仪在充填工作面地表高精度动态监测中的应用

 岱庄煤矿2351工作面为膏体充填工作面,采用全采全充的采煤方式,地表预计变形很小,传统监测地表变形的方法难以满足高精度的要求。为了符合岱庄煤矿测量区域高精度的要求,探索出GPS动态测量与高清电子水准仪相配合测量充填工作面地表变形的作业方法,在实际的测量中取得了良好的效果。     

山东黄河北煤田地表沉陷规律研究

为研究山东黄河北煤田开采地表沉陷规律,在黄河北煤田的邱集煤矿的西一采区建立了地表沉陷观测站,并按有关规程要求进行了观测,结合其他矿区的地表沉陷规律,利用回归分析法对所取得的观测数据进行研究,分析出山东黄河北煤田的开采沉陷特征,黄河北煤田的地表沉陷符合概率积分法,获得其参数分别为下沉系数0.86,主要影响角正切1.55,影响传播角89,°拐点移动距0得出了其下沉系数大、主要影响角正切偏小的特厚松散层的地表沉陷特点。     

浅埋煤层穿越河道采煤的实践与研究

为防止煤层回采过程中地表水通过导水裂缝带流入井内,威胁矿井安全,基于神府矿区柠条塔煤矿N1201工作面新民沟区域富水区水文地质条件,运用经验公式计算出该工作面回采后,工作面上方地表河流段会形成塌陷区,塌陷后的导水裂缝带高约60 m,使工作面与地表相贯通,通过SF6气体试验得以证实。为此采用在井下设置排水仓、地表安设排水管道、河道裂缝处开挖充填等综合技术防止地表水向井下下渗,结果表明,回采过程中工作面涌水量仅较原来增加了4.7m3/h,实现了穿越河道浅埋煤层安全开采。     

采煤条件下地表水入渗特征研究

在采空区、采煤沉陷影响区以及影响区边界外,采用试坑渗水试验方法,结合地面水文地质调查和钻孔地下水位简易水文地质观测结果,综合分析了采煤条件下的地表水入渗特征。对比1955年与2011年两个时期的地下水位值及地表水入渗量,可以认为:采空区上方地表岩体破碎,隔水层失去隔水作用,与含水层融为统一含水体;采动影响范围以内,钻孔地下水位下降值最高达到86.30 m,地表水入渗量最高可达到未受采动影响时经验数值的31.61倍;采动影响范围以外,地表水入渗量基本不变,地下水位无明显下降。     

山柳公路下残余煤开采设计分析

针对梅河矿2110采区采矿地质条件,分析得出了采动地表发生抽冒塌陷的条件,同时根据EH-4电磁成像勘探结果及山柳公路下简易采动地表移动观测站的观测数据分析,公路附近沉陷区不存在空洞,通过对该矿残采工作面开采强度的分析,得出了各个残采工作面过公路段的限制采放高度及走向限高开采距离,为梅河矿及其他类似条件下的残煤开采设计提供了参考。     

开采沉陷地表变形可视化计算分析系统

在建筑物下开采时，预计地表任意点的下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形的最大值及出现的位置，可以被用来判别建筑物是否受到开采的影响以及受到开采影响的程度，科学指导地下开采以及地面环境评价。